maanantai 19. tammikuuta 2009

Valokennon toimintaperiaate

s-boyle-infographic

1. Valon kuljettua objektiivin lävitse sulkimen salliman ajan se pääsee aukon kautta valaisemaan valokennoa (charge coupled device - CCD). Tyypillinen valokenno on noin tavallisen postimerkin kokoinen - noin neliö senttimetri alaltaan.

2. Valo pitää sisällään photoneja, jotka lankeavat kennon pinnalle. Usein ennen kennoa ne kulkevat erityisen värisuodattimen läpi. Kun photonit osuvat kennolle, ne vapauttavat elektroneja CCD:n piistä. Mitä kirkkaampi osuva valo on sitä enemmän elektronoja vapautuu. Nämä eletronit kootaan kennolla "pieniin ämpäreihin", jotka muodostavat kuva pikselit. "Ämpärit" kulkevat liukuhihnoilla (kts. kuva kohta 4).

3.CCD valokenno toimii "jännitten vaihto" -periaatteella. Varattujen elektronien paketteja siirretään rivi kerrallaan rivin jännitettä vaihtamalla. Näin paketit saadaan kerättyä, ts. luetaan informaatiota piiriltä.

4. Valokennon toimintaa voidaan verrata riveittäin liukuhihnoille järjestettyihin pieniin ämpäreihin, jotka keräävät ohi kulkevan sateen pisaroita. Ämpäreihin kertyy eri määrä vetää riippuen siitä kuinka voimakas sade on ollut sen kohdalla. Ämpärit liikkuvat liukuhihnoilla järjestyksessä ja ne kerätään rivin edessä olevalla poikittaiselle hihnalle, jonka päässä on miittalasi, jolla sinne vuorollaan kaatuvan ämpärin vesimäärä mitataan.

Jotta voidaan kuvata värikuvia on kennon edessä värisuodatin, joka päästää tietyistä kohtaa läpi punaista, vihreää ja sinistä valoa. Valokenno antaa siis ulos sarjan lukuja, jotka kuvaavat tiettyn väriseen kohtaan kennoa tulleen valon määrää. Näistä luvuista kameran tietokone laskee kuvan.

123di_cfa

HUOM! Jos johonkin "ämpäriin" lankeaa niin paljon sadetta, että se valuu yli - eli kuva ylivalottuu siltä kohdalta - menetetään informaatiota.